变压器油色谱异常故障分析
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作者: 王轩 张淑敏
[摘 要]在电力系统中变压器的应用比较广发，变压器的工作质量与电力系统的安全运行有这至关重要的作用。为此，在变压器利用的过程中要保证其安全。如果想要发现变压器在运用过程中存在的问题就要查看变压器油的色谱分析问题。文章首先讲述了色谱分析故障的原理以及如何进行色谱分析，其次对变压器故障的种类进行分析，最后对色谱分析在故障判断中的以及进行探讨。
[关键词]变压器油色谱；原理；分析；故障判断
中图分类号：TM407 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0338-01
变压器（Transformer）利用互感原理，在内置的变压器油会随着变压器的工作产生一系列的化学反应，特别是当遍野器在使用的过程中出现故障的时候，变压器汽油出现化学反应的程度也就会增大。可是变压器油产生变化后主要是油的颜色发生了变化，不同的变压器产生故障后导致油的颜色也是不同的，所以，我们可以根据变压器油的油色变化来判断变压器故障的种类，从而修复变压器，保证其安全运行。
一、利用色谱分析故障的原理
变压器的设计原理中，绝缘工作的设计主要是通过变压器油和绝缘材料来进行，变压器油加上特殊的绝缘材料，能够在变压器的正常工作中，有效地对电流进行绝缘，维持变压器内其他部件的正常工作。而变压器油是从石油原油中分离出来的一种油质，因此，变压器油也包含了石油的构成元素烷烃、环烃族饱和烃等化学有机物。变压器在正常的工作过程中，内部的电流转换等化学反应会对变压器油的化学性质产生一定的改变。变压器处于运转工作时，变压器油和相关的绝缘材料会因为受到变压器工作的影响会产生一定的性质变化，原有的化学性质遭到破坏。在这个过程中，变压器油会因为受热度增高而产生一定的化学反应，原本的化学构成元素因为受外界作用而发生改变，分解出一些气体。
变压器油因为化学性质的改变而产生出了一定的气体，这些气体在变压器油中溶解与油质结合以后，会使变压器油的色谱发生一定的改变，呈现出异样的颜色，尤其在变压器中出现故障时油质颜色变化的最剧烈。变压器内部出现机器故障时，变压器油和绝缘材料的化学反应会更剧烈，产生的气体也更多，因而变压器油的色谱也就会呈现出色谱上的变化。而且根据变压器产生故障种类的差异，变压器的油质呈现的颜色也各不相同。正由于变压器的油与机器出现故障时的这种内在联系，可以通过查看变压器油的色谱来对变压器的故障种类进行判断。
二、油色谱分析理论研究
2.1 基本原理
实际上油色谱分析理论是在温度的规律性变化情况下通过对变压器油中不同气体表现出来的出现频率的探索。在温度规律性升高的过程中，产气率在进行的故障检测技术和早期分析情况下，最大的气体依次为甲烷、乙烷、乙烯和乙炔。在实际的生产过程中，变压器油在这一客观情况下，出现的故障状态下温度变化被充分的证实，油的溶解气体含量与其温度变化存在着客观联系。由于老化等原因，极少量气体在常规运转状态下将会被逐步地分解出来，这些气体的分解速率在故障出现的时候将会极大的提升，变压器内部气体成分所占的比重最终会快速上升。变压器中的绝缘油中以及少量也可能溢出进入气体继电器中主要包含这些气体。变压器的整体故障情况和在变压器中的各种气体所占比例之间存在着客观的联系。因此，成功应用定期对变压器中的企业成分进行测量技术，就能够对及早发现充油电力设备中的潜在性问题有着重要的现实意义。
2.2 基本程序
首先若氢气、乙炔、总烃有一项特征气体的含量大于规程规定的注意值的20%，应先根据特征气体含量找出对应关系作大致判断，主要的包括：总烃中烷烃和烯烃过量而炔烃很小或无，则是过热的特征；氢气则有可能是有进水受潮的可能；乙炔可能引起电弧或火花放电。然后应当通过计算产生速率来对故障发展的快慢进行评估。再次通过分析气体组分含量，进行三比值计算，确定故障类别。最后通过其它试验核对设备的运行状况，对其进行综合分析判断。
三、如何进行色谱分析
3.1 取出一定量的变压器油
利用变压器油的色谱来判断变压器出现的故障种类，要通过几个过程的操作来进行。首先，要准备一定量的变压器油。在变压器油的颜色发生改变之后，用试管或者注射器抽取出一定量的变压器油，装入到玻璃容器中备用。
3.2 分离变压器油中气体
通过变压器油的颜色来判定变压器的故障种类的第二个步骤是分理离出变压器油中的气体成分。将备用的变压器油转入到真空脱气装置中，利用脱气装置分离气体与液体的工作原理，将变压器油中所溶解的各种气体和油质液体分离开来，以便于后续的检测工作。
3.3 通过鉴定器检测
接下来的一个步骤是使用鉴定器来检查气体构成。利用脱气装置将气体与变压器油液体分离以后，将分离出来的气体逐一装入到鉴定器中，气体鉴定器会根据不同气体的化学成分和构成等性质做出相应的鉴定数据，并且通过电脑显示系统将其相关的性质转化为电子数据，以供人们分析。
3.4 判断故障种类
根据鉴定器对变压器的油质中所含的气体类型的鉴定可以判定变压器内部所出现的故障种类。并及时采取有效的修复手段修补故障，避免因为变压器的损坏造成更大的损失。以上就是利用色谱分析来判断变压器的故障种类的具体操作步骤。
四、变压器故障种类
4.1 温度过高导致的故障
变压器在正常使用的过程中，经常会出现一些工作问题。以下罗列出了一些常见的变压器工作问题。变压器是属于电力设备一类的带电工作机器，因为在正常运转的过程中当负荷电流过大时，就会出现温度升高的现象，当内部温度过高时，就会对内部的其他部件造成一定的损坏。导致变压器的正常工作中断，常见的变压器温度过高导致的具体故障有裸金属过热、绝缘固体过热等。 4.2 变压器受潮导致的故障
变压器常见的故障种类中另一个是由于潮湿度所造成的工作问题。对于带电的机器来说，水是一个重要的影响因素。而变压器一般又是安装在户外使用的，这就导致变压器接触水的机率较大。尤其是在下雨天，雨水流入到变压器内部，会对变压器造成一定的损坏，严重的甚至导致变压器爆炸。或者在空气潮湿度较大的环境中，变压器内的一些部件也会因潮湿无法正常工作。
4.3 内部漏电导致的故障
变压器中常见的故障种类还有一个是因为漏电而导致的变压器故障。作为一个电压调节设备，变压器中接触电流的部件是较多的，因此出现漏电的机率也就相对比较大。变压器内部的某一个部件一旦出现漏电现象，就会造成其他部件的受损。造成整个变压机器的运作受影响。
五、色谱分析在故障判断中的意义
5.1 维持变压器正常运转
通过对变压器油的色谱分析来判断故障种类这一方法在变压器的使用工作中是有重大的意义的。首先，这一方法能够维持变压器的正常运转，维护电力系统的稳定运行。利用对变压器油的色谱分析方法，能够真实的了解变压器的工作状态，对于维护整个电力系统的工作稳定有着重要意义。
5.2 及时发现潜在故障
分析变压器油的色谱来判断变压器的故障种类还能够帮助电力操作人员及时地发现变压器中存在的威胁，尽早发现潜在的问题，有利于电力人员对变压机器的工作维护。变压器的安全稳定关系到整个电力系统的工作安全，因此，及早发现变压器中存在的问题，能够有效避免更大的经济损失。
六、结束语
根据变压器的油色变化来了解变压器的正常工作状态，是目前电力系统等变压器应用行业中普遍使用的一种监测方法，变压器内的油色变化情况是对变压器工作状态最真实的一种反应，正确地掌握对变压器油色的辨识方法，对于变压器的利用工作有着重大的发展意义。通过对变压器油色的辨识分析，能够维持机器设备的正常工作进程，能够提前发现变压器中潜在的故障。
参考文献
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